强烈亏损重稀土元素的中酸性火成岩(或埃达克质岩)与Cu、Au成矿作用

文中概述了强烈亏损重稀土元素的中酸性火成岩(或埃达克质岩)的研究历史、现状和意义,列出了扬子地块东部、青藏高原以及新疆北部与铜金成矿有关的同类岩石的一些特征,重点分析了当前强烈亏损重稀土元素的中酸性火成岩(或埃达克质岩)的研究中所存在的问题,并提出了一些初步的设想。强烈亏损重稀土元素的中酸性火成岩(或埃达克质岩)不仅具有重要的地球动力学意义(可能与俯冲、拆沉、底侵、板片窗或地幔交代等深部过程有关),而且具有极其重要的Cu、Au成矿意义。俯冲洋壳熔融形成的埃达克岩及其成矿作用已有相当深入的研究,但是来自大陆内部的强烈亏损重稀土元素的中酸性火成岩的成因、岩石组合及其成矿作用是否类似于俯冲洋壳熔融形成的埃达克岩,还需要深入的研究。一些强烈亏损重稀土元素的中酸性火成岩(或埃达克质岩)的所表现出的高钾特征很可能与高压(>1 GPa)条件下的熔融或源岩的高钾有关。文中提出了一个有别于俯冲洋壳熔融+埃达克岩+Cu、Au成矿的新工作模型——拆沉洋壳或下地壳熔融+强烈亏损重稀土元素的中酸性火成岩(或埃达克质岩)+Cu、Au成矿。拆沉洋壳或下地壳熔融形成熔体的Fe_2O_3对地幔的交代(氧化)作用可能是Cu、Au从地幔迁出并最终成矿的一个重要原因,但是增厚下地壳环境中流体的作用也不?     

埃达克岩成因研究进展概述

埃达克岩提出之初是指那些源于俯冲带环境下,玄武质洋壳部分熔融形成的火山岩或者侵入岩.随后的研究发现,埃达克岩不仅仅只形成于岛弧环境,而具有多种成因模型：俯冲洋壳熔融、增厚下地壳熔融、拆沉下地壳熔融、玄武质岩浆的地壳混染和低压分离结晶（AFC）、高压分离结晶、岩浆混合作用以及地幔橄榄岩的直接熔融都可以形成与埃达克岩地球化学特征相同的岩石.这些研究成果丰富了我们对岛弧及下地壳岩浆活动的认识.     

新生代埃达克岩两种成因类型的含矿性和源区:西南太平洋带与东太平洋带的对比

埃达克岩是一种新型的火成岩(Sr/Y值≥20),形成于环太平洋带的大洋岛弧、大陆边缘造山带和陆缘火山弧环境,依据REE配分模式可将其划分为两种成因类型:大洋型(O-型)埃达克岩和大陆型(C-型)埃达克岩。西南太平洋带是世界上新生代埃达克岩和类埃达克岩广泛分布的地区之一。这些中酸性岩浆岩广泛分布于东南亚地区的菲律宾群岛、苏拉威西和加里曼丹中部、印度尼西亚几内亚岛和巴布亚新几内亚至所罗门群岛一带,零星见于班达岛弧、苏门答腊和西爪哇等地。研究结果表明:不同成因类型的埃达克岩具有不同的含矿性,反映各自来源于不同的岩浆岩源区。无论在西南太平洋带还是东太平洋带(智利),C-型埃达克岩(La/Yb值≥12)是俯冲板块的部分熔融作用叠加岩浆上侵过程中MASH(熔融-混染-储存-均一化)和AFC(混染-分异-结晶)作用的产物,与世界级斑岩铜-金矿床共生;而O-型埃达克岩(La/Yb比值≤12)则与俯冲的海洋平缓板块部分熔融作用有关,在西南太平洋带主要与浅成热泉金矿带和喷气型矿床有成因联系。     

西太平洋雅浦海沟地幔演化与岩浆作用研究进展

俯冲带地幔演化与岩浆作用是地球各固体圈层之间发生物质和能量交换的重要地质过程.西太平洋雅浦海沟因其极短的沟-弧距离和洋脊碰撞等独特的地质构造特征成为研究复杂条件下俯冲带演化的理想场所.为了探究雅浦海沟地幔演化与岩浆作用,本文将前人对雅浦海沟火成岩的研究数据进行整合,分析了雅浦海沟火成岩的成因,并根据火成岩形成的制约条件,对卡罗琳板块俯冲到菲律宾海板块的地幔演化与岩浆作用过程进行了讨论.结果显示雅浦海沟火成岩均具有与俯冲相关火成岩的典型特征.橄榄岩地球化学特征指示雅浦海沟地幔熔融程度为20%~25%,地幔在部分熔融过程中受到了流体与熔体的双重交代作用.Re-Os同位素特征指示雅浦海沟地幔中存在约1.16 Ga非常古老的残余地幔,表明地幔可能经历过多期熔融事件,从而导致雅浦海沟地幔非常亏损.雅浦岛弧成因至今仍存争议,主要包括:(1)现今雅浦岛弧为帕里希维拉海盆洋壳的一部分,在中新世因卡罗琳洋脊的碰撞导致帕里希维拉海盆洋壳逆冲到原雅浦岛弧之上.(2)雅浦岛弧在不同构造时期经历过多期岛弧岩浆作用,包括俯冲初始阶段(~52 Ma)的弧前玄武岩、俯冲开始后的岛弧玄武岩(~25 Ma)、与卡罗琳洋脊碰撞(21 Ma)后的岛弧拉斑玄武岩(7~11 Ma).其中7~11 Ma的岛弧拉斑玄武岩指示雅浦岛弧岩浆活动并未因卡罗琳洋脊的碰撞完全停止,很有可能在晚中新世短暂恢复活动.      

两类埃达克岩的含矿性和成因:东南亚地区与东太平洋带对比

新生代埃达克岩是一种新型的火成岩(Sr/Y≥20),多产出于大洋岛弧、大陆边缘造山带(东南亚地区)和陆缘火山弧环境(东太平洋带),依据REE配分模式可将其划分为2种成因类型:大洋型(O型)和大陆型(C型)。埃达克岩分别广泛分布于东南亚地区的菲律宾群岛、苏拉威西、中加里曼丹、印度尼西亚几内亚岛、巴布亚新几内亚至所罗门群岛一带,及东太平洋带的北美洲、墨西哥、中美洲、南美洲的北部至南部。研究表明:不同成因类型的埃达克岩具有不同的含矿性,反映各自岩浆源区不同。C型埃达克岩(La/Yb12)是俯冲海洋板块部分熔融叠加增厚的地壳底部部分熔融MASH(熔融-混染-储存-均一化)和AFC(混染-分异-结晶)作用的产物,多半与世界级斑岩铜金矿床共生;O型埃达克岩(La/Yb≤12)则与平缓俯冲的海洋板片部分熔融作用有关,在东南亚地区主要与浅成热泉金矿有成因联系。     

钦-杭结合带斑岩型铜矿的基本地质特征及成因分析

钦-杭结合带是重要的斑岩铜矿带.斑岩铜矿在北、中、南三段均有产出,主成岩成矿年龄主要集中燕山期.钦-杭结合带与成矿有关的斑岩主要为钙碱性岩浆系列的中酸性岩,岩石类型主要为花岗闪长斑岩、花岗斑岩和次英安斑岩等,具有与新元古代岛弧火成岩类似微量元素特征.它们来源于软流圈的岩浆与中下地壳物质混合后部分熔融的结果,与受到过早期俯冲作用影响的岩石圈地幔有关,存在壳幔混染现象.钦-杭结合带燕山期的斑岩铜矿成岩成矿的动力学背景与太平洋板块俯冲关系密切,但斑岩和铜矿体在地球化学特征上显示出的具有弧岩浆作用特点,这与华南地区中生代构造转折事件发生以前的地质演化有关.钦-杭结合带的中酸性斑岩体来自于元古代岛弧底部玄武质岩石(下地壳)在中生代时期的部分熔融,本质上该类矿床带有岛孤俯冲环境的特征遗传.     

河南泌阳县陈庄-马谷田一带桃园岩体形成构造环境:岩石地球化学及锆石年代学证据

分布在泌阳县陈庄-马谷田一带的桃园岩体岩性主要为英云闪长岩、奥长花岗岩、花岗闪长岩,属于TTG岩石组合。岩相学、岩石地球化学研究表明,桃园岩体为低钾钙碱性系列,轻稀土元素富集,明显负铕异常,总体亏损高场强元素和重稀土元素,岩浆来源于地壳物质的部分熔融。桃园岩体锆石(LA-ICP-MS)206Pb/238U加权平均年龄在423.2±2.9 Ma~445.3±1.7 Ma之间,即桃园岩体形成于早志留世。早古生代北秦岭微陆块向北俯冲过程中,在岛弧岩浆岩带靠近海沟一侧俯冲板片部分熔融形成了桃园岩体,属于不成熟岛弧环境下的产物。     

佳木斯地块东北缘早二叠世六连岩体的岩浆混合成因：岩相学、年代学和地球化学证据

本文报道了佳木斯地块东北缘六连岩体中主岩花岗闪长岩和暗色微粒包体的岩相学、锆石U-Pb年代学、全岩地球化学以及锆石Hf同位素资料,以确定该岩体的形成时代、岩石成因及其构造属性。主岩花岗闪长岩和暗色微粒包体中角闪辉长岩分别获得了284Ma 和278Ma 的成岩年龄,表明六连岩体形成于早二叠世而非前人认为的晚印支期。包体具有岩浆结构,部分包体存在塑性流变特征,包体中可见淬冷边、反向脉和针状磷灰石,包体和主岩中均发育矿物异常共生或不平衡结构,结合主岩和包体的年代学和地球化学特征可以判定六连岩体为早二叠世岩浆混合作用的产物。全岩地球化学和锆石Hf同位素特征揭示出,六连岩体中主岩和包体的原始岩浆分别起源于新元古代增生的深部陆壳基性火成岩和受俯冲流体交代的亏损地幔楔的部分熔融。结合同时代火成岩组合的空间变异特征以及区域构造演化历史,认为佳木斯地块东北缘早二叠世六连岩体形成于活动大陆边缘环境,其地球动力学机制与佳木斯地块东侧古洋板块的西向俯冲作用有关。     

北阿尔金喀孜萨依花岗岩锆石SHRIMP U-Pb定年及其构造意义

喀孜萨依花岗岩位于红柳沟-拉配泉俯冲碰撞杂岩带西段北缘,由高钠钙碱性花岗岩组成。锆石SHRIMP U-Pb年龄为404．7±9．8Ma(MSWD=0．71),代表花岗岩的侵位时代。花岗岩稀土总量较低,轻稀土强烈富集,分馏程度大,重稀土分馏程度较低,Eu轻度亏损或无亏损,微量元素中的Nb、P、Ti具有明显的负异常,Th、Ce、Yb为正异常,展示出岛弧型花岗岩特点。此外,在微量元素构造环境判别图解上,花岗岩样品都落在岛弧区。这些特征表明喀孜萨依花岗岩具有与岛弧型花岗岩相似的地球化学性质。但从区域地质背景、花岗岩的产出环境、形成时代及与北祁连火成岩对比分析,认为该花岗岩并非形成于岛弧构造环境,而是加里东造山作用晚期(约404．7Ma)阿尔金地块与塔里木地块间斜向碰撞产生的大规模走滑作用诱发俯冲到地下深处洋壳中的部分含水矿物脱水,这些流体促使地幔楔部分熔融形成岩浆,在上升途中同化部分陆壳物质形成具有岛弧性质的岩浆沿断裂带上侵就位形成的。     

内蒙古查干拜兴晚石炭世埃达克岩的成因及其洋内俯冲作用的约束

由于缺少可靠的埃达克岩石的发现和系统研究,内蒙古索伦地区有无洋内初始弧火成岩组合和洋内俯冲作用尚不清楚,制约了古亚洲洋东段古生代古大洋俯冲消亡过程的进一步认识.本文报道在内蒙古苏尼特右旗蛇绿混杂岩带中新发现的晚石炭世埃达克岩,岩性为英云闪长岩.锆石LA-ICP-MS U-Pb定年显示,查干拜兴埃达克岩的形成时间为322.3±5.2 Ma,时代为晚石炭世.该埃达克岩属于低钾拉斑系列-中钾钙碱性系列岩石,SiO2含量为65.57％～67.89％,Al2O3为15.48％～16.55％,MgO为0.76％～1.63％,Na2O/K2O为2.39～18.09,Sr为371×10-6～486×10-6,Yb为0.60×10-6～1.76×10-6,Y为4.87×10-6～7.82×10-6.相对富集大离子亲石元素K、Rb和Sr等,亏损高场强元素Nb、Ta、Zr、Ti和P,稀土元素总量(∑REE)较低(22.83×10-6～80.63×10-6),贫重稀土元素,无明显的Eu异常,显示了典型埃达克岩的地球化学特征.查干拜兴埃达克岩具有岛弧型岩浆岩特征,形成于俯冲带岛弧环境,可能为俯冲洋壳部分熔融而形成的埃达克质熔体,经俯冲带上升过程中与地幔楔橄榄岩发生相互作用而形成.根据查干拜兴埃达克岩与区域石炭纪蛇绿岩的时空分布与演化特征,表明古亚洲洋东段索伦缝合带在晚石炭世存在洋内俯冲作用.     

白银厂矿田玄武岩地球化学特征及其形成地质环境

白银厂矿田玄武岩主要由玄武岩和碱性玄武岩组成 ,其中玄武岩属于钙碱性系列和拉斑系列 ,碱性玄武岩属于钾质碱性玄武岩系列和钠质碱性玄武岩系列。相对于N -MORB ,本区钙碱性系列和拉斑系列玄武岩明显富集Ba、Rb、Th、U ,而亏损Ti;碱性系列玄武岩高度富集K、Ba、Rb、Th、U ,而Ti、Zr、Ce相对亏损 ,表明该区玄武岩的形成与板块俯冲作用有关。钙碱性玄武岩系列和拉斑玄武岩系列玄武岩具有低的REE含量和亏损的LREE配分型式 ,表明它是由LREE亏损和HREE略有富集的地幔部分熔融形成 ;碱性系列玄武岩的REE含量和 (La/Yb) N 比值高 ,LREE和HREE的分馏程度较高 ,表明其形成于演化的岩浆 ,可能来自于富集LREE的地幔源区或地幔橄榄岩较低程度的熔融。痕量元素地球化学特征表明 ,本区玄武岩应是与板块俯冲作用有关的地幔部分熔融形成 ,成岩环境为火山弧环境 ,是岛弧向成熟岛弧转化过程中的产物。     

Geodynamic conditions of volcanism and magma formation in the Kurile-Kamchatka island-arc system

The conditions of magma formation were reconstructed on the basis of characteristic features of the evolution of the Kurile-Kamchatka island-arc system, structural and chemical zoning patterns of volcanic complexes, and available published data on peridotite and basalt melting and stability of hydrous minerals. It was shown that the volcanic arc of the Sredinnyi Range of Kamchatka occurs now at the final stage of subduction, whereas subduction beneath the volcanic arc of eastern Kamchatka began at the end of the Miocene, after its jump into the present-day position. The volcanism of Southern Kamchatka and the Kuriles has occurred under steady-state subduction conditions since the Miocene and is represented by typical island-arc magmas. The latter are generated in a mantle wedge, where the melting of water-saturated peridotite occurs in a high-temperature zone under the influence of fluid. The formation of the frontal and rear volcanic zones was related to the existence of two levels of water release from various hydrous minerals. During the initial and final stages of subduction, as well as in the zone of Kamchatka—Aleutian junction, partial melting is possible in the upper part of the subducted slab in contact with a hotter mantle material compared with the mantle in a steady-state regime. This is responsible for the coexistence of predominant typical island-arc rocks, rocks with intraplate geochemical signatures, and highly magnesian rocks, including adakites.     

Boninitic and tholeiitic basaltic lavas and dikes from dispersed Jurassic East Othris ophiolitic units,Greece: petrogenesis and geodynamic implications

ABSTRACT

Pillow lavas, massive lava flows, and sub-volcanic dikes of tholeiitic basaltic composition are found to be members of the Vrinena, Aerino, Eretria, and Velestino dispersed Middle–Upper Jurassic ophiolitic units in East Othris. The Vrinena and Eretria ophiolitic units appear to have been emplaced onto the Pelagonian continental margin during the Upper Jurassic–Lower Cretaceous, whereas the Aerino and Velestino units seem to have been finally emplaced during post-Palaeocene times. Geochemically these are divided into two groups: Group I includes subduction-related boninites and low-Ti basalts from the Vrinena and Aerino units, and Group II high-Ti basalts show spreading-type characteristics occurring in the Eretria and Velestino units. Primary magma of the Group I volcanics appears to have been formed after high partial melting degrees (~18%) of a highly depleted harzburgitic mantle source, under relatively high temperatures (mantle potential temperature ~1372°C). Petrogenetic modelling also suggests that the primary magma of the Group II volcanics were formed after lower partial melting degrees (~7%) of a moderately depleted mantle source. The petrological and geochemical data from the East Othris dispersed and diversely emplaced ophiolitic units provide evidence of a common intra-oceanic supra-subduction zone (SSZ) origin within the Pindos oceanic strand of the Western Tethys. Specifically, Group I lavas and dikes from Vrinena seem to represent the extrusive part of an almost complete fore- to island-arc ophiolitic sequence. Dikes of Aerino most likely correspond to fore-arc magmatic material that intruded within exhumed serpentinized ultramafic rocks through a subduction channel that developed close to the slab and towards the fore-arc and the accretionary prism. The Group II volcanics either corresponded to a fore-arc magmatic expression, which extruded earlier than Group I volcanics and prior to the establishment of a mature subduction zone, or represent back-arc to island-arc magmatism that was contemporaneous to the fore-arc magmatic activity during rollback subduction.     

北秦岭弧后盆地俯冲消减与陆壳物质再循环——桃园岩体和黄岗杂岩体的地球化学证据

对桐柏北部加里东期桃园岩体和黄岗杂岩体的地球化学研究表明, 桃园岩体形成于与洋壳消减作用有关的弧后盆地环境, 与二郎坪基性火山岩具有相同的岩浆来源.黄岗杂岩岩浆中含有一定比例的陆壳物质, 该物质来自俯冲板片上陆壳沉积物的再循环, 与二郎坪弧后盆地向北的俯冲消减有密切联系.      

大别造山带前陆阳新盆地古近纪玄武岩地球化学特征与成因研究

大别造山带前陆阳新盆地古近纪玄武岩的成分从石英拉斑玄武质到橄榄拉斑玄武质,以相对较高的大离子亲石元素(Rb、Ba、K、Th、U等)丰度和弱到中等亏损高场强元素(Nb和Ta)为特征,岩石地球化学的总体特征类似于初始裂谷的拉斑玄武岩,而与大陆拉斑玄武岩所表现出的强烈亏损高场强元素Nb和Ta的地球化学特征明显不同。该拉斑玄武质岩浆喷发前曾经历过较小程度(约4．5％)的以橄榄石为主的矿物分离结晶,玄武岩的母岩浆则是源区物质经过约15％的部分熔融形成的,源区物质可能包含了来自下地幔的FOZO和富集型大陆岩石圈地幔两种组分。大别造山带内及前、后陆地区古近纪拉斑玄武岩的地球化学特征具有可比性,意味着随着大别造山带山根的拆沉,来自下地幔的FOZO岩浆(可能以地幔柱的形式)上涌,对大陆岩石圈的地幔部分发生了大规模的改造,使得原性质明显不同的两大岩石圈地幔在会聚带附近其地球化学分区性变得模糊。所形成的玄武岩总体具有较多的FOZO特征,但(除造山带内部)也不同程度地保留有岩石圈地幔的性质。     

东南沿海地区古近纪大陆岩石圈地幔特征及成因

东南沿海地区新生代玄武岩中的橄榄岩包体来自岩石圈地幔 ,上地幔橄榄岩包体的岩石学及地球化学特征都记录了地幔演化的历史。普宁橄榄岩包体斜方辉石含量与太古宙克拉通地幔类似 ,但在矿物学、REE、痕量元素和Sr Nd同位素上又与太古宙岩石圈地幔不同。橄榄岩包体的岩相学、矿物学、REE、痕量元素特征都提供了含H2 O富Si流体交代橄榄岩的证据 ,这种流体可能主要是洋壳物质局部熔融而成。流体交代使橄榄岩富Si,同时富Sr、Pb和强不相容元素等大洋岩石圈物质。这表明普宁大陆岩石圈地幔既保留太古宙岩石圈地幔的特征 ,又具有大洋俯冲地幔的特征 ,它是古老岩石圈地幔向大洋岩石圈地幔转换的一部分 ,这种转换可能是大洋岩石圈与大陆岩石圈地幔相互作用的结果。     

岩浆的生成、运移和混合——29届国际地质大会专题简介

介绍了洋中脊玄武岩浆、岛弧岩浆、地幔热柱成因的玄武质岩浆、俯冲带岩浆、长英质岩浆、的生成问题;岩浆运移的理论及制约因素;混合岩浆的成因机制及其有关标志。     

柴北缘西端冷湖盐场北山辉长岩地球化学及年代学研究

柴北缘冷湖盐场北山镍铜矿区发育辉长岩和角闪辉长岩;属亚碱性岩石系列。球粒陨石、 原始地幔标准化曲线呈两组特征;但配分型式基本一致;反映其来自同一源区。稀土标准化曲线表现为弱右倾型;Eu基本无异常;说明斜长石分离结晶作用不明显。Rb、 Nb、 Zr、Cr等微量元素丰度及比值具有近似平行部分熔融的演化趋势。结合岩体Mg^#值和岩体固结指数（SI）高等特点;揭示原始岩浆具有幔源原生玄武岩浆特征;认为其成因与俯冲板片流体交代地幔楔源区的部分熔融有关;而且;Nb、 Zr、 Y元素丰度表明辉长岩源区为过渡型地幔。另外;两类岩体强烈亏损Nb、 Ta、 Zr、 Hf、 Ti等高场强元素（HFSE）;富集Ba、 Th、 U、 Pb等大离子亲石元素;反映明显的消减带和岛弧环境岩浆岩典型特征。LA-ICPMS锆石U-Pb测年结果表明辉长岩形成于254±3 Ma;结合该时期区域地质构造背景;认为柴北缘晚二叠世处于俯冲作用之下的岛弧构造环境;具有活动大陆边缘性质。     

板块俯冲对济阳坳陷形成的制约

为了研究地幔柱、西太平洋板块俯冲对济阳坳陷的影响, 在前人提出的地幔柱观点的基础上, 总结济阳坳陷的地质特征及关于地震震源分布与板块俯冲的研究成果, 发现济阳坳陷的沉积地层、岩浆活动、构造拉张、地热梯度、密度流成因的储集砂体由南而北有规律地分布; 俯冲板块进入地幔的过程实际上构成了地幔对流的下降流, 地幔660km (或670km) 深处是俯冲板块进入地幔后地幔物质调整所引发的上升流的深度; 西太平洋板块向下俯冲时下插角度由南而北减小, 俯冲板块到达地震不连续面的时间自南向北增大, 使地幔柱由南向北迁移, 导致济阳坳陷的地质、地球物理特征具有规律分布的特点.      

板块俯冲起始与大陆地壳演化

组成大陆地壳的物质主要来自两个地质过程:地幔柱活动和板块俯冲。目前大多数研究认为板块俯冲起始于30多亿年前。在板块俯冲起始之前,基性的初始地壳物质受热重熔是大陆地壳生长的主要方式,其中,地幔柱活动是关键。地幔柱不仅向地壳输送玄武质岩浆,同时导致已有玄武质岩石和沉积岩通过部分熔融向中酸性岩石转化。当原始岩石圈强度足够大时,地幔柱会导致岩石圈倾斜、破裂,产生下滑力,诱发板块俯冲。板块俯冲引发岩浆活动,产生大量的岩浆岩,如岛弧安山岩、弧后盆玄武岩等。这些岩浆岩通过喷发、侵位,再经由块体拼贴、增生等过程加入到大陆地壳,是大陆地壳生长的主要途径。同时,板内岩浆活动乃至地幔柱活动等也与板块俯冲有直接或者间接的联系。俯冲再循环物质促进地幔柱发育,也为大陆地壳的生长提供物源和热能。与此同时,大陆地壳不断风化剥蚀,其中一部分沉积物随俯冲板块再循环到地幔,而板块俯冲过程也通过俯冲剥蚀等过程,将仰冲盘岩石圈物质刮削带入地幔。这些是大陆地壳消减的主要途径。目前大陆地壳增生和消减基本处于动态平衡。